原理: 碱变性抽提质粒DNA是基于染色体DNA与质粒DNA的变性与复性的差异而达到分离目的。在pH值高达12.6的碱性条件下,染色体DNA的氢键断裂,双螺旋结构解开而变性。质粒DNA的大部分氢键也断裂,但超螺旋共价闭合环状的两条互补链不会*分离,当以pH4.8的NaAc高盐缓冲液去调节其pH值至中性时,变性的质粒DNA又恢复原来的构型,保存在溶液中,而染色体DNA不能复性而形成缠连的网状结构,通过离心,染色体DNA与不稳定的大分子RNA、蛋白质-SDS复合物等一起沉淀下来而被除去。
仪器与主要试剂
仪器(见附录):
主要试剂: 溶液I: 50 mmol/L 葡萄糖
10 mmol/L EDTA
25 mmol/L Tris-HCl (pH 8.0)
2毫克/毫升
溶液II: 200 mmol/L NaOH
1% SDS
溶液III: 3 mol/L NaAc (pH4.8)溶液
TE缓冲液:10 mmol/L Tris-HCl ,pH 7.5
1 mmol/L EDTA
实验方法:
1.将大肠杆菌菌落挑取一环接种在含有2毫升加入抗菌素的LB液体培养基的10毫升试管里,37℃振培过夜,16~18小时
2.转移以上菌液1.5毫升于EP管中,8000rpm离心30秒
3.小心去除上清,并用吸水纸吸干残余液体,再将沉淀物在振荡器上振匀
4.加入溶液I 100μl,盖紧EP管盖,翻转数次,冰上放置10分钟
5.加入溶液II 200μl,温和翻转EP管5次(可观察到溶液逐步由混浊变为透明),冰上放置5分钟
6.加入溶液III 150μl,将EP管盖紧后累累来回翻转23次,混匀后冰上放置20分钟
7.12000rpm离心15分钟
8.将上清转移到另一个EP管中(吸取时不可吸入底部的沉淀)。加入等体积的酚和氯仿:异戊醇各抽提一次
9.加入1毫升预冷的无水乙醇和1/10体积的NaAc(3 mol/L,pH5.2),盖紧,并翻转EP管数次混匀
10. 置于-20℃冰箱1~2小时
11. 15000rpm离心15分钟,去除上清,收集管底白色沉淀
12. 70%乙醇洗涤一次,空气干燥或真空抽干
13. 将沉淀溶于50μl TE缓冲液或去离子水,*溶解后,-20℃保存
14. 取样5μl,在0.8%的琼脂糖凝胶上电泳,观察DNA条带。
附注:
1.溶液Ⅰ---溶菌液
:它是糖苷水解酶,能水解菌体细胞壁的主要化学成分肽聚糖中的β-1,4糖苷键,因而具有溶菌的作用。当溶液中PH小于8时,作用受到抑制。
葡萄糖:增加溶液的粘度,维持渗透压,防止DNA受机械切力作用降解。
EDTA的作用:
(1) 螯合Mg2+、Ca2+等金属离子,抑制脱氧核酸酶对DNA的降解作用(DNase作用时一定的金属离子作辅基)。
(2)EDTA的存在,有利于的作用,因为的反应要求有较低的离子强度的环境。
2.溶液Ⅱ--NaOH-SDS液:
NaOH:核酸在pH大于5,小于9的溶液中,是稳定的。但当pH>12或pH<3时,就会引起双链之间氢键的解离而变性。在溶液Ⅱ中的NaOH浓度为0.2mol/L,加抽提液时,该系统的PH就高达12.6,因而促使染色体DNA与质粒DNA的变性.
SDS:SDS是离子型表面活性剂。它主要功能有:(1)溶解细胞膜上的脂质与蛋白,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜。(2)解聚细胞中的核蛋白。(3)SDS能与蛋白质结合成为R-O-SO3…R┿-蛋白质的复合物,使蛋白质变性而沉淀下来。但是SDS能抑制核糖核酸酶的作用,所以在以后的提取过程中,必须把它去除干净,防止在下一步操作中(用RNase去除RNA时)受到干扰。
3.溶液Ⅲ--3MOL/L NaAc(pH4.8)溶液
NaAc的水溶液呈碱性,为了调节pH至4.8,必须加入大量的冰醋酸.所以该溶液实际上是NaAc-Hac的缓冲液.用PH4.8的NaAc溶液是为了反pH12.6的抽提液,调回PH至中性,使变性的质粒DNA能够复性,并能稳定存在.而高盐的3MOL/L NaAc有利于变性的大分子染色体DNA,RNA,以及SDS-蛋白复合物凝聚而沉淀之.前者是因为中和核酸上的电荷,减少相斥力而互相聚合,后者是因为钠盐与SDS-蛋白复合物作用后,能形成较小的钠盐形式复合物,使沉淀更*.